論文の概要: A Quantum Interface Between Neutral-Atoms and Trapped-Ions Quantum Registers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.20998v1
- Date: Thu, 23 Jul 2026 07:25:28 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-24 18:26:25.309448
- Title: A Quantum Interface Between Neutral-Atoms and Trapped-Ions Quantum Registers
- Title（参考訳）: ニュートラル原子とトラップイオン量子レジスタ間の量子インターフェース
- Abstract要約: 中性原子と閉じ込められたイオンを組み合わせたハイブリッド量子システムは、閉じ込められたイオンプラットフォームで利用可能な高忠実度制御と原子配列のスケーラビリティを統合する可能性を秘めている。
ここでは、個々に閉じ込められた中性原子と閉じ込められたイオン結晶との間の量子インターフェースを提案し、解析する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Hybrid quantum systems combining neutral atoms and trapped ions offer the prospect of integrating the scalability of atom arrays with the high-fidelity control available in trapped-ion platforms. Here we propose and analyze a quantum interface between individually trapped neutral atoms and a trapped-ion crystal. In our scheme, a neutral 88Sr atom trapped in optical tweezers interacts with a small 88Sr+ ion crystal, and by exciting the atom to a Rydberg state, the atom-ion polarization interaction is strongly enhanced, resulting in a state-dependent modification of the ions' collective motional modes. We show that this shift enables conditional control of a MS gate, allowing the neutral atom to act as a control qubit for an entangling operation between two ions. We investigate the feasibility of the scheme by analyzing Rydberg trapping in the combined optical tweezers and Paul trap potentials, identifying negative-polarizability Rydberg states as particularly favorable for stable confinement. We further evaluate the relevant trapping conditions, Rydberg lifetimes, and coherence requirements, and show that the proposed interface is compatible with realistic experimental parameters. These results establish a practical route toward deterministic atom-ion hybrid quantum gates and quantum interfaces.
- Abstract（参考訳）: 中性原子と閉じ込められたイオンを組み合わせたハイブリッド量子システムは、閉じ込められたイオンプラットフォームで利用可能な高忠実度制御と原子配列のスケーラビリティを統合する可能性を秘めている。
ここでは、個々に閉じ込められた中性原子と閉じ込められたイオン結晶との間の量子インターフェースを提案し、解析する。
提案手法では、光学的ツイーザに閉じ込められた中性88Sr原子は、小さな88Sr+イオン結晶と相互作用し、原子をリドベルク状態に励起することにより、原子-イオン分極相互作用が強く強化され、イオンの集合運動モードが状態依存的に変化する。
このシフトによりMSゲートの条件制御が可能となり、中性原子が2つのイオン間の絡み合う動作の制御キュービットとして機能することを示す。
本稿では,光ツイーザとポールトラップ電位の組み合わせによるRydbergトラップの解析により,Rydberg状態が安定な閉じ込めに特に好適であることが確認された。
さらに、関連するトラップ条件、Rydberg寿命、コヒーレンス要件を評価し、提案したインタフェースが現実的な実験パラメータと互換性があることを示す。
これらの結果は、決定論的原子イオンハイブリッド量子ゲートと量子インターフェースへの実践的な経路を確立する。
関連論文リスト
- Harnessing resonant dipolar interactions in a hybrid atom-molecule quantum system [33.72751145910978]
原子と分子間の双極子相互作用は、スケーラブルな光ツイーザープラットフォームではこれまで研究されていない。
我々は、個々のRydberg原子と個々の極性分子との間のコヒーレントな双極子相互作用を示す。
その結果、リドベルク原子の内部状態に長寿命の分子量子情報を迅速にマッピングできるコヒーレント原子分子界面が確立された。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-07-17T14:08:41Z) - Ion-atom two-qubit quantum gate based on phonon blockade [0.0]
捕捉されたイオンは、大きく分離された2つのリドベルク原子間の相互作用を仲介することができる。
光ツイーザにおける中性原子量子ビット間の普遍的な2量子ゲート動作を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-02-22T15:09:43Z) - Electrically tunable quantum interference of atomic spins on surfaces [43.73138793116028]
走査トンネル顕微鏡における絶縁膜上の原子スピンを用いた量子干渉の電気的制御を実証する。
我々は、プローブ先端と表面原子間の原子間磁気相互作用を強い電場で変調し、エネルギーレベルの反交差を通じてスピン状態を高速に駆動する。
その結果、スピンベースの量子プロセッサにおける全電気量子操作のための新しい道が開かれた。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-06-01T14:28:36Z) - Optical lattice quantum simulator of dynamics beyond Born-Oppenheimer [42.21510336472284]
我々は,光学格子に閉じ込められた超低温フェルミオン分子を基盤として,非断熱効果をシミュレートするプラットフォームを提案する。
我々は、電子や陽子の水素原子への散乱を研究することで、我々の提案をベンチマークする。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-30T14:46:26Z) - Realization of a chip-based hybrid trapping setup for $^{87}$Rb atoms
and Yb$^{+}$ Ion crystals [40.48245609592348]
ハイブリッド量子システムは、レーザー冷却された閉じ込められたイオンと超低温の量子ガスを単一の実験構成に統合する。
本研究は、その下に平らな原子トラップを組み込んだイオントラップチップの開発と実験結果について紹介する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-05T19:30:47Z) - Thermal masses and trapped-ion quantum spin models: a self-consistent approach to Yukawa-type interactions in the $λ\!φ^4$ model [44.99833362998488]
閉じ込められたイオン系における磁気の量子シミュレーションは、スピン間の相互相互作用を仲介するために結晶振動を利用する。
これらの相互作用は、フォノンが粗粒のクライン=ゴードン場によって記述される長波長相対論的理論によって説明できる。
レーザ冷却により制御できる熱効果は、相互作用するQFTにおける熱質量の出現を通じて、この流れを明らかにすることができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-10T12:59:07Z) - Tuning long-range fermion-mediated interactions in cold-atom quantum
simulators [68.8204255655161]
コールド原子量子シミュレータにおける工学的な長距離相互作用は、エキゾチックな量子多体挙動を引き起こす。
そこで本研究では,現在実験プラットフォームで利用可能ないくつかのチューニングノブを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-31T13:32:12Z) - Accessing the topological Mott insulator in cold atom quantum simulators
with realistic Rydberg dressing [58.720142291102135]
本稿では, コールド・ライドバーグ型原子を用いた光学格子の量子シミュレーションの現実的シナリオについて検討する。
本研究では, 平均場近似において, 半次および非共役充填時の位相図の詳細な解析を行う。
さらに、平均場近似における温度に対する相の安定性について検討する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-28T14:55:28Z) - Phonon-mediated spin-spin interactions between trapped Rydberg atoms [0.0]
光ツイーザに閉じ込められた中性原子間のフォノンを介するスピンスピン相互作用を創出する可能性について検討する。
これらの手法は、捕獲されたイオンで用いられるスキームと類似した原子間の効果的なスピンスピン相互作用や量子論理ゲートの仲介に使用できることを示す。
非ゼロ温度でも、2原子状態のコヒーレントな時間進化に対して、任意に高い忠実度が得られます。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-31T14:05:51Z) - Ionic polaron in a Bose-Einstein condensate [0.0]
多体量子系における強い相互作用の存在は、様々なエキゾチックな効果をもたらす。
比較的単純な設定であっても、長さスケールの競合は高い相関状態をもたらすことを示す。
本研究は,近年ウルトラコールド状態に到達したハイブリッド原子イオン装置を用いた実験と直接的に関係している。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-25T11:10:34Z) - Trapped Rydberg ions: a new platform for quantum information processing [27.84400682210533]
トラップされたRydbergイオンはいくつかの重要な性質を特徴とする。
イオンの内部状態と運動状態の両方の高忠実度状態の準備が実証されている。
強い双極子相互作用は、ライドベルク状態のイオン間で実現することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-19T16:37:46Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。